Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Оценка степени оглеения почв по их цветовой гамме и совокупности физико-химических свойств

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Оценка степени оглеения почв по их цветовой гамме и совокупности физико-химических свойств"

На правах рукописи

ииа454 Ю8

Егоров Дмитрий Николаевич

Оценка степени оглеения почв по их цветовой гамме и совокупности физико-химических свойств

Специальность 00.03.27 - почвоведение

Автореферат диссертаций на соискание ученой степени кандидата биологических наук

7 i г ^

Москва 2008

003454108

Работа выполнена на кафедре почвоведения Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук

Байбеков Рявиль Файзрахманович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Яшин Иван Михайлович

доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник Водяницкий Юрий Никифорович

Ведущая организация: Российский университет дружбы народов

диссертационного совета Д 220.043.02 при Российском государственном аграрном университете - МСХА имени К.А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 49. Ученый совет РГАУ -МСХА имени К.А. Тимирязева.

С диссертацией можно ознакомиться в центральной научной библиотеке РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева.

Защита состоится 8 декабря 2008 г. в

час. на заседании

Автореферат разослан «_jt_>> ноября 2008 г. и размещен на сайте университета - www.timacad.ru

Ученый секретарь диссертационного совета

В.В. Говорина

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Почвы разной степени переувлажнения и оглеения занимают значительные площади на территории России и входят компонентом в структуру почвенного покрова существенно снижая биопродуктивность угодий. Однако в идентификации этих почв остается много нерешенных вопросов. Для разных групп почв, геоморфологических и агроклиматических условий, оглеение почв проявляется не одинаково и параметры, определяющие градации почв по степени оглеения, отличаются. Одним из экспрессных методов оценки оглеения и в целом деградации почв является характеристика их морфологических признаков и, в частности, цветовой гаммы почв, которые в настоящее время проводятся на качественном уровне. Разработка методов количественного анализа этих показателей находится в разработке. Выяснение этих вопросов представляет большой научно-практический интерес, что и послужило основанием для выполнения данной работы.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является разработка комплекса методов, включая цветовую гамму почв, для оценки степени оглеения, как одного из факторов их деградации, разработка новых методов оценки цветовой гаммы почв, применимых в полевых условиях и обладающих достаточной степенью объективности. Для этой цели использовались принципы компьютерной диагностики цветовой гаммы, принятые в полиграфической промышленности, и новый спектрофотометр Gretag Macbeth Eye-One Photo, разработанный для этих целей в последние годы, а также комплекс физико-химических методов оценки плодородия и деградации почв

В задачи исследования входили:

1) разработка методик оценки цветовой гаммы и профиля почв с использованием методов компьютерной диагностики и спектрофотометра Gretag Macbeth Eye-One Photo;

2) разработка комплекса методов оценки степени оглеения почв применительно к разным типам почв, литологическим и климатическим условиям в зависимости от степени окультуренности, оподзоленности и эродированности почв.

Научная новизна.

1. Показано, что степень оглеения почв должна оцениваться по комплексу показателей, набор которых является характерным для разных групп почв и условий их формирования.

2. Разработана система методов компьютерной диагностик морфологических свойств почвенного профиля для полевых и стационарны условий. Предложены новые методы графического отображения цветово гаммы почв.

3. Установлено, что степень оглеения почв пропорциональна дол обменных форм железа и марганца, отношению Fe:Mn в конкрециях и подвижной форме; скорости десорбции Fe и Мп из почв, содержанию Fe и М растворимых в восстановительных условиях, доле аморфных форм полуторны оксидов, отношению NCViNH^' в почве, прочности связи воды в почве скорости её испарения, доле ароматических и алифатических группировок составе органического вещества почв, структуре и пористости почв, массе состоянию конкреций.

4. Показано, что оглеение почв идентифицируется по цветовой гам почв: увеличению светлоты в цветовой системе CIE-Lab (и друп взаимосвязанных цветовых системах HSB, RGB, CMYK); уменьшению черно в системе CMYK, изменению показателей «а» и «Ь» в системе CIE-La интенсивности условного красного пигмента Нет. Предложена оцен оглеения почв по треугольной диаграмме, на которой отложены показате "L", "а", "Ь" для горизонтов с разной долей оглеения.

Практическая значимость.

1. Разработанные методики компьютерной диагностики цветов гаммы почв позволяют дать объективную оценку морфологических признак почв, в том числе и цвета, в полевых условиях. Дана интерпретация цветов гаммы шкалы Манселла и шкалы Росгипрозема в цветовых системах CIE-La HSB, sRGB.

2. Система методов оценки степени оглеения почв рекомендуется апробации в производственных условиях.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научнь конференциях молодых ученых РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева в 20 и 2008 годах.

Публикации. По материалам работы опубликовано 2 методическ пособия, рекомендованные учебно-методическим объединением вуз Российской Федерации по агрономическому образованию и 2 статьи в журн "Известия ТСХА".

Структура и объём диссертации. Содержит машинописно

текста, состоит из введения, 5 глав и выводов, включает Е\ таблиц, ЪО

графиков и рисунков. Список использованной литературы включает наименований, в том числе 40 на иностранных языках.

Автор выражает благодарность своему научному руководителю профессору Р.Ф. Байбекову за постоянную помощь и поддержку при выполнении работы, а также профессору В.И. Савичу за ценные советы и замечания во время проведения исследований. Автор выражает также благодарность сотрудникам кафедры почвоведения и испытательного центра почвенно-экологнческих исследований при РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева.

Объекты н методы исследования

Основными объектами исследования выбраны дерново-подзолистые и черноземно-луговые почвы. Для сравнения использованы также образцы других типов почв резко отличающихся по свойствам от основных объектов. В полевых и лабораторных условиях детально исследовались дерново-подзолистые среднесуглинистые почвы Московской области (учебное хозяйство «Михайловское») развитые на покровных отложениях, дерново-подзолистые почвы разной степени окультуренности с опытного поля кафедры растениеводства учхоза «Михайловское». Кроме того исследовались почвы хозяйства разной степени окультуренности и оглеения. Краткая характеристика исследуемых почв приведена в таблице 1.

Таблица 1

Агрохимические и физико-химические свойства почв учхоза «Михайловскос»

Почва* Горизонт Показатели

рНю 5, мг-экв./ 100 г Гумус, % Подвижные формы

РгОз, мг/100 г К20, мг/100 г

1 Апах 5,2 ±0,2 12,1 ±0,7 2,0 ±0,1 16,8 ± 1,4 9.6 ±1,8

а2в 3,8 ±0,1 16,7 ±0,6 0,6 ± 0,02 8,2 ±0,5 5,1 ± 0.3

2 Апах 5,2 ± 0,2 11,3 ±0,8 2,2 ±0,1 15,9 ± 1,7 10,0 ± 1,7

а2в 4,4 ±0,1 11,6 ±0,9 0,6 ± 0,03 10,0 ±0,9 4,6 ± 0,6

3 Апах 5,1 ±0,2 12,3 ± 0,7 2,0 ±0,1 16.3 ± 1,8 5,2 ±0,6

А2В 4,2 ± 0,2 9,1 ±1,6** 0,6 ±0,04 6,5 ± 2,5 3,4 ± 0.5

4 Апах 5,0 ± 0,2 13,5 ±1,0 1,7 ±0,1 15,2 ±2,0 6,7 ±1,0

А2В 3,9 ±0,1 17,3 ± 1,2 0,5 ± 0,1 9,4 ±0,6 4,3 ± 0,4

*) номер почвы: 1 - дерново-слабоподзолистая среднесуглинистая на покровных отложениях; 2 - дерново-среднеподзолистая среднесуглинистая на покровных отложениях; 3 - дерново-среднеиодзолистая слабоглееватая среднесуглинистая на покровных отложениях; 4 - дерново-среднеподзолистая среднесмытая среднесуглинистая на покровных отложениях.

**) в отдельных разрезах до 4,4.

Как видно из представленных данных, оглеенные почвы отличаются от неоглеенных аналогов в А2В более низкими показателями суммы поглощенных оснований, подвижных форм фосфора и калия, pHKci, что связано с усилением элювиального процесса при временном переувлажнении и промывным типом водного режима. Эродированные почвы отличаются от несмытых почв меньшей гумусированностью в Апах.

Детальные исследования черноземно-луговых легкоглинистых почв на покровных глинах развитых на плато, в микро- и мезопонижениях проведены в полевых и лабораторных условиях. Проанализировано 9 профилей почв, выделено 3 группы почв с различными условиями увлажнения в соответствии с рельефом и уровнем грунтовых вод. Показатели рННго почв составляли 7,2-7,8; сумма обменных оснований 30-35 мг-экв./100 г почвы, а содержание гумуса в Апах 6,2-7,3 %. Почвы большей степени переувлажнения характеризовались наличием в подпахотных горизонтах конкреций и сменой зернисто-комковатой структуры на мелкопризматическую. Величина Eh в течение сезона изменялось or 212 до 447 мв.

Методика исследования

Методика исследований включала полевые изыскания, постановку модельных опытов, проведение лабораторных анализов и компьютерную обработку данных по цветовой гамме почв.

В полевых условиях были отобраны почвенные образцы, цвет почв сопоставлен с аэрофотоснимками и содержанием почвенной карты. В модельном опыте изучено изменение цвета почв под влиянием избыточного увлажнения с использованием восстановителей.

В лабораторных условиях проведены анализы по определению ионов железа и марганца в различных вытяжках на атомном абсорбционном спектрофотометре. Валовые формы железа определялись рентгенофлюорес-центным методом.

Гумус почвы определялся в лабораторных условиях по методу Тюрина в модификации ЦИНАО, оценка величин рНнго и P^kci проводилась потенциометрическим методом.

Другие виды лабороторных анализов проводились в соответствии с общепринятыми методиками (Минеев В.Г., 2001; Воробьева J1.A., 1998).

Для оценки цветовой гаммы почв использовали программуЕуе-Опе Share 1.4 для работы с спектрофотометром Gretag Macbeth Eye-One Photo, Adobe Photoshop для работы в цветовых системах CIE-Lab, HSB, sRGB, CMYK (Working CMYK - U.S. Web Coated (SWOP) v2) и программу Mapinfo.

Для построения графиков и вычисления уравнений регрессии использована программа Microsoft Excel 2003.

Все данные обработаны методом вариационной статистики. Принятый уровень вероятности Р = 0,95.

Результаты исследований

Принципы и методы оценки оглеения почв.

Оглеение наступает при длительном переувлажнении почвы и недостатке кислорода. В связи с этим происходит ряд изменений её минеральной части. В условиях длительного избыточного увлажнения наступает недостаток кислорода для микроорганизмов и растений. Окисленные минеральные и органические соединения превращаются в закисные. В связи с гидролизом и гидратацией образуется повышенное количество подвижных и агрессивных фракций органических соединений. Повышенное количество этих агрессивных фракций в сочетании с действием иона H и восстановленных форм органических продуктов вызывает разрушение кристаллических решеток минералов. Этому способствует и восстановление в кристаллической решетке ионов Fe3* и Мп4+.

Зайдедьман Ф.Р. (1998) отмечает три фактора, определяющие возникновение глееобразования в почвах: переувлажнение, наличие органического вещества, способного к ферментативному разложению, и гетеротрофной анаэробной микрофлоры. Эти факторы являются определяющими условиями для возникновения глееобразования в кислых, нейтральных и щелочных почвах, свободных от сульфатов, независимо от приуроченности почв к природным зонам. Процесс оглеения усиливается при орошении, переуплотнении, подтоплении почв, в сезоны интенсивного выпадения атмосферных осадков.

Автор выделяет следующие группы почвообразующих пород, обусловливающих характер изменений почв при восстановительных условиях и преобразовании: 1) породы, обогащенные сульфатом натрия; 2) породы, обогащаемые сульфатом кальция; 3) породы, обогащенные карбонатом кальция; 4) кислые и нейтральные породы. На указанных разных породах отмечаются следующие генетические особенности почвообразования: 1) возникновение сульфидных почв, появление соды; возможность осолонцевания; 2) обогащение почв сульфидами железа, накопление извести; 3) формирование карбонатных и нейтральных почв; 4) формирование элювиальных кислых почв. По нашим данным, процесс усиливается при увеличении элюирования из кристаллических решеток минералов катионов

(процесс подкисления и комплексообразования), что способствует диспергированию почв.

Следует отметить, что при избыточном увлажнении почв возможно протекание нескольких процессов, обусловленных типом водного режима и свойствами почв.

Во-первых, возможно избыточное увлажнение почв при достаточном количестве воды в почве и в воде кислорода (например, сразу после дождя и в прирусловой части поймы, при богатстве кислородом грунтовых вод).

Во-вторых, возможно наличие анаэробных условий и избытка воды, но при разном сочетании других факторов, определяющих протекание почвенных и почвообразовательных процессов: а) при достаточном количестве органического субстрата, как источника энергии и высокой микробиологической активности; б) при низкой микробиологической активности, в связи с недостатком органического материала, низкими температурами, буферностью почвы в отношении элементов питания, загрязнением почв; в) при усреднении образующихся продуктов анаэробиозиса сульфатами (при содержании в почвообразующих породах значительных масс сульфатов кальция и магния, натрия; при наличии сульфатных грунтовых вод; при значительном количестве в почвенных водах и воздухе сероводорода.

В-третьих, возможно создание анаэробных бескислородных условий без избытка воды (при большой плотности почв и затрудненной диффузии газов; при пропитке почв другими газами, например, летучими углеводородами, вблизи газопровода и т.д.).

Уровни воздействия будут меняться в зависимости от типа водного режима - промывного или непромывного. В одном случае продукты анаэробиозиса или оглеения могут выноситься за пределы почвенного профиля, в другом - нет. Развитие процесса зависит и, в целом, от степени открытости системы - возможности удаления продуктов реакций. Это определяется также наличием и определенных геохимических барьеров, представленных почвенными горизонтами, наличием бактериальных фильтров в почвенном профиле. '

Таким образом, в естественных условиях в почвах возможно развитие анаэробиозиса, оглеения, избыточной влажности. При этом характер изменений почв будет определяться как их свойствами и, в значительной степени, их ферментативной и микробиологической активностью, так и степенью открытости почвенной системы.

Принципы оценки оглесния почв по их отражательной способности.

Оценка оглеения почв по их отражательной способности в настоящее время проводится по спектрам отражения в видимой области с идентификацией отражения, в основном, в синей и красной областях. Лопухина О.В. и Орлов Д.С. (1984) отмечают, что общей тенденцией изменения отражательной способности почв в результате оглеения является увеличение СКО (спектральный коэффициент отражения) в синей области спектра на 2-6 % и уменьшение на 2-4 % в красной области. Это приводит к уменьшению или полному исчезновению перегиба кривой СКО в средней части спектра (470-620 нм) и к появлению на кривых незначительного максимума в желтой части спектра.

Водяницким IO.II. и Шишовым Л. Л. (2004) был предложен видоизмененный критерий индекса красноцветности на основе работ Барона-Торрента (1986):

R (аЪ) = а(а2 + Ь2)12 / 7Ь, где a, b - цветовые координаты в системе CIE-

Lab

Из этого уравнения рассчитывается содержание в почве условного красного пигмента - гематита в %:

Нет уел = [R(ab) - 0,54] /1,97.

Предлагается группировка оглееных почв по цвету, различающая виридизацию (образование грин раста), оливизацию (обезжелезнение), полиозацию (посерение) и меланизацию (почернение).

Цветовая гамма почв н методы ее идентификации.

Цветовая гамма почв в настоящее время идентифицируется по спектральным кривым отражения в видимой области спектра для сухих растертых образцов. Идентификация проводится также в цветовой системе CIE-Lab по интенсивности "L" (светлоты), величинам "а" и "Ь". При (+а / +Ь) > 1,0 почва имеет красный цвет; при (+а / -Ь) < 1,0- голубой цвет, при (-а / +b) < 1,0 -бологно-зеленый, желто-зеленый цвет, при (-а / -Ь) > 1,0 - зелено-голубой цвет, а при этом отношении < 1,0 - синий цвет при соответствующих переходах по спектру между цветами.

В выполненной работе проведена оценка цветовой гаммы как сухих растертых образцов, так и образцов ненарушенного сложения, профилен почв в полевых условиях с поправкой на степень увлажнения.

Для идентификации цветовой гаммы использован новый прибор Gretag Macbeth Eye-One Photo, применяемый в полиграфической промышленности, с введением внутренних стандартов - шкалы Манселла, шкалы Росгипрозема, Kodak, стандартных образцов ЦИНАО. Цветовая гамма почв снята в цветовых

системах CIE-Lab, sRGB, HSB, CMYK. Оценена интенсивность отражения в разных диапазонах спектра, определены наклоны кривых отражательной способности. Исследования проведены в сухих растертых образцах, в почвах компостированных в различных условиях увлажнения и с добавлением восстановителей, в полевых условиях при разной влажности и различном размере структурных отдельностей.

Цветовая гамма почв, оцениваемая методом компьютерной диагностики в системах CIE-Lab, sRGB, HSB, CMYK.

При исследовании цветовой гаммы почв в разных цветовых системах выявлена перспективность её оценки в системе CIE-Lab, хорошие результаты дала оценка и в системе sRGB. Это иллюстрируется данными таблицы 2.

Таблица 2

Изменение цветовых характеристик почв разной степени гидроморфизма

Горизонт дерново-силыгоподзолистая легкосуглинистая на морене дерново-среднеподзолистая глееватая на покровном суглинке

r g в r : g : в r g в r: g • в

а, 11,8 ±3,5 32,0 ±4,8 40,3 ±4,8 1,0:2,7:3,4 46,0 ±8,4 53,4 ±7,7 53,0 ±7,8 1,0.1,2:1,2

а,а2 150,0 ±6,8 144,1 ±5,2 132,6 ±5,7 1,1:1,1:1,0 135,4 ±5,4 134,6 ±6,6 140,1 ±7,5 1,0:1,0:1,0

а2 228,3 ±2,1 213,4 ±3,1 205,8 ±5,1 1,1.1,0:1,0 151,1 ±4,8 147,0 ±8,1 151,6 ±11,1 1,0 1,0-1,0

в 197,0 ±5,7 174,0 ±8,0 156,8 ±11,8 1,3:1,1.1,0 156,3 ±4,2 141,7 ±6,4 121,4 ±8,7 1,3:1,2:1,0

вс 130,3 ±7,8 90,6 ±6,7 76,4 ±4,9 1,7:1,4:1,0 160,8 ±2,2 161,3 ±2,9 163,6 ±7,0 1,0.1,0:1,0

Как видно из представленных данных, в оглеенной почве по сравнению с неоглеенной более высокая доля зеленого и голубого цветов, по сравнению с красным, или доля красного выражена в меньшей степени. Особенно ярко это проявляется для горизонта ВС, где проявляется более низкое влияние( на цветовую гамму гумусонакопления и подзолообразования. В то же время, при расчете соотношения интенсивности цветов Я:О в оглеенной почве, по сравнению с неоглеенной, отмечается уменьшение доли красного цвета и в горизонте В, а соотношение Я.В уменьшается в горизонте Аг и А1А2.

Цветовая гамма монолитов иллюстрируется также рисунком 1.

Цветовая характеристика изменялась при компостировании почв в условиях избытка влаги. Так для дерново-подзолистых почв, компостированных в условиях оптимальной влажности, для Апах были характерны следующие величины "Ь", "а" и "Ь" соответственно: 41,4 ± 0,7; 8,8 ± 1,0; 17,8 ± 2,1; а для

почв, компостированных 2 недели в условиях избытка влаги 39,4 ± 0,1; 8,6 ± 0,9 и 17,6 ± 0,1. В условиях избытка влаги отношение а/Ь несколько уменьшалось.

Рис 1. Изменение цветов в системе RGB дерново-подзолистой почвы на моренном суглинке по горизонтали и с глубиной.

1

■ 130

□ но ШШ ira

EJi« ЮЗ 120

Объективная оценка цвета почв в полевых условиях с использованием прибора Gretag Macbeth Eye-One Photo.

В работе предлагается для объективной оценки цветовой гаммы в полевых и стационарных условиях использование колориметра

швейцарской фирмы Gretag Macbeth Eye-One Photo с программным обеспечением Eye-One Share 1.4 или ProfileMaker 5. Прибор позволяет работать в полевых условиях с подключением через USB-кабель к ноутбуку. Масса прибора - 185 г. Точность измерения коэффициентов отражения в диапазоне 380-730 нм с шагом 10 нм до 10"5.

По полученным данным увеличение оглеения почв приводило к увеличению светлоты и уменьшению отношения а/Ь в системе CIE-Lab. При этом характерным были и углы наклона отражательной способности почв в разных диапазонах видимой области спектра.

При изъятии образца из оглеенных почв в полевых условиях происходит окисление компонентов почв на воздухе. Для дерново-подзолистых глеевых почв такие изменения происходили от 1 до 60 минут после изъятия образца из профиля почв, что сопровождалось и изменением их цветовой гаммы. Отмечалось увеличение светлоты L, связанное с подсыханием почв, и увеличение отношения а/Ь (увеличение красноты), связанное с окислением железа.

EJ ио Е3120

Xj - глуомна взятия ооразца, см: х. - порядковый номер пробы по поверхности почвы; У.. Y2 иУ3 - интенсивность красного (Red). зеленого (Green) и голубого (Blue) цветов для диграммы I - 2. 3 соответственно.

Оценка оглеення почв по их отражательной способности.

Оценка оглеения почв по их цветовой гамме исследуется достаточно давно. Считается, что при усилении степени анаэробиозиса в почве увеличивается интенсивность холодных тонов (голубых, синих и зеленоватых), снижается содержание условного красного пигмента (Нет уел) (Лопухина О.В. (1984), Серошева В.А. (1990), Водяницкий Ю.Н. (2004)). При оглеении увеличивается светлота почв (показатель L в системе CIE-Lab) (Михайлова H.A., 1986). При этом Орлов Д.С. (2001) отмечает, что на воздухе минералы железа оглеенных почв окисляются и приобретает сизые, голубоватые и зеленоватые оттенки. Однако большинство работ выполнено по оценке цветовой гаммы сухих растертых образцов, что не позволяет идентифицировать начальные стадии оглеения.

В проведенных нами исследованиях изменения цветовой гаммы дерново-подзолистых и черноземно-луговых почв отмечались с увеличением степени оглеения. В оглеенных дерново-подзолистых почвах по сравнению с неоглеенными в цветовой гамме была более высокая доля зеленого и голубого цветов по сравнению с красными, отношение R:B в системе sRGB уменьшалось.

Цветовая характеристика почв коррелирует с визуальной степенью оглеения и содержанием в почве железа (таблица 3).

Таблица 3

Цветовая характеристика профиля торфянисто-подзолистых почв

Степень оглеения Горизонт Мощность горизонта, см Площадь горизонта, % от Е Цветовая система sRGB Доля цветов в цветовой системе sRGB

r G в r G в

глееватая а, 13-24 13,3 124 116 125 1,07 1,00 1,08

а2 24-49 15,4 1 246 231 221 1,11 1,05 1,00

Box 49-73 39,6 223 180 139 1,60 1,30 1.0q

глеевая а, 14-20 18,9 97 98 74 1,31 1,32 1,00

а2 20-51 29,4 103 119 132 1,00 1,11 1,28

в 51-72 23,4 220 227 189 1,16 1,20 1,00

Как видно из представленных данных, при усилении степени оглеения отмечено увеличение мощности горизонта А2, уменьшение красноты (Я), увеличение в горизонте В доли голубого (В) и зеленого (в) цветов.

Более высокая степень оглеения дерново-подзолистых среднесуглинистых почв в естественных условиях (таблица 4) соответствовала меньшему отношению а/Ь в цветовой системе CIE-Lab; S/B в цветовой системе HSB, G/B в цветовой системе sRGB.

Таблица 4

Интенсивность цветов в глеевых и глеевагых дерново-подзолистых почвах в разных цветовых системах

Цветовая система Показатель цветности Глеевах почва Глееватая почва

Величина цвегности Отношение величин цветности Величина цветности Отношение величин цветност и

CIE-Lab а 4,6 ± 0,3 0,30 6,7 ± 0,5 0,35

b 14,2 ±0,6 18,9 ±0,5

HSB S 29,5 ± ],5 0,40 32,3 ± 1,7 0,46

в 60,9 ±1,7 66,5 ± 2,4

RGB G 136,7 ±5,0 1,20 144,3 ± 6,9 1,24

В 115,5 ±5,3 115,9 ±6,8

В черноземно-луговых почвах разной степени оглеения граница уровня грунтовых вод соответствовала резкому изменению величины Нет уел, коэффициентов отражения при 730 нм. Почвы более высокой степени оглеенности имели в оглееных горизонтах более низкие величины условного красного пигмента (Нет уел) и коэффициенты отражения при 730 нм (таблица 5).

Таблица 5

Цветовая гамма черноземно-луговых почв разной степеии переувлажнения*

Рельеф Степень увлажнения Горизонт, см Цветовая система CIE-Lab

L а b

ровная поверхность низкая 0-10 22,8 ± 1,0 2,5 ± 0,1 5,3 ± 0,4

средняя 30-40 22,3 ± 0,8 2,4 ±0,1 4,8 ± 0,2

микрозападина средняя 0-10 23,4 ±1,5 2,6 ±0,1 5,4 ± 0,2

средняя 30-40 21,0 ± 0,9 2,6 ± 0,2 4,5 ± 0,6

макрозападина высокая 0-10 29,0 ±0,6 3,4 ±0,1 7,0 ± 0,3

средняя 30-40 22,9 ±3,1 2,9 ±0,1 5,4 ± 0,2

*) для воздушно-сухих образцов

В оглеенных почвах отмечено некоторое увеличение светлоты. В то же время короткий период компостирования (1 неделя) в условиях избыточного увлажнения оказался недостаточным для изменения цветовой гаммы исследуемых почв.

По полученным данным цветовая гамма почв являлась объективным критерием степени окультуренности и гумусированности почв, развития оподзаливания, эрозии. Окультуренные дерново-подзолистые почвы по сравнению со слабо окультуренными характеризовались достоверным увеличением интенсивности черного цвета К в системе CMYK (от 34,2 до 42,0). Отмечается четкая идентификация цвета почв с глубиной, что можно использовать для идентификации смытости почв и степени оподзаливания.

Фракционный состав соединений Fe, Mil в почвах как критерий степени их оглеения.

Оглеение почв, как правило, сопровождается увеличением подвижности соединений железа и марганца. Это обусловлено более высокой растворимостью восстановленных соединений этих элементов по сравнению с окисленными, разрушением кристаллических решеток минералов, увеличением содержания водорастворимого органического вещества, образующего комплексы с поливалентными металлами. В тоже время наличие промывного водного режима может приводить к удалению рассматриваемых соединений из верхнего слоя почв. В работе проанализированы теоретические зависимости растворимости осадков железа и марганца в почвах от рН и Eh среды (Воробьева JI.A.) в связи с прогнозом изменения фракционного состава соединений железа и марганца в почвах при увеличении степени переувлажнения. В модельных опытах на дерново-подзолистых и черноземно-луговых почвах изучено изменение подвижности железа и марганца и фракционного состава их соединений от влажности и температуры почв, длительности переувлажнения.

Проведенные исследования в сериях опытов показали, что увеличение при оглеении содержания подвижных форм железа и марганца по сравнению с автоморфной почвой может служить критерием степени гидроморфности. Однако эта величина является характерной для разных почв. Это иллюстрируется данными таблиц 6 и 7, из которых видно также увеличение соотношения подвижных форм Fe:Mn в почвах более высокой степени оглеенности. В то же время содержание подвижных форм растворимых в восстановительных условиях Fe и Мп при оглеении часто уменьшается.

Таблица 6

Фракционный состав соединений Ее, Мп в дерново-подзолистых почвах разной степени пцрочорфиостн (последовательная десорбция)

Вытяжка Отношения в глеевой и глееватой почвах

Ре Мп Ре/Мп

Н20 9,20 3,30 286,70/9.30

КС1 (0,1 н.) 0,37 3,20 0,15/0,13

(0,1 н) 0,84 0,16 107,70/21,00

КС1 + Ш2011(0,1 н.) 0,36 0,36 10,18/10,30

Н28О4(0,1 н.) 1,00 0,30 24,40 / 7,30

Аналогичные данные получены и в других опытах.

Таблица 7

Соотношение Ре:Мп в дериово-подзолнстых почвах разной степени гидроморфности

Почва* Степень оглеения Ре Мп в вытяжках

КС1 (0,1 н.) Н2804(0,1 н)

1 глеевая 0,18 ±0,04 16.8 ±7,1

глееватая 0,13 ±0,02 6,1 ±0,1

2 глеевая 0,37 ± 0,08 27,8 ±1,4

глееватая 0,26 ± 0,06 9,2 ± 0,7

3 глеевая 7,80 ± 3,70 5,0 ±3,1

глееватая 6,80 ± 1,30 13,2 ±3,9

*) номер почвы: 1 - дерново-подзолистая легкосуглинистая на покровном суглинке;

2 - дерново-подзолистая окультуренная среднесуглинистая на покровном суглинке,

3 - дерново-подзолистая хорошо окультуренная среднесуглинистая на покровном

суглинке.

Как видно из представленных данных, в глеевых почвах по сравнению с глееватыми отношение Ре:Мп в вытяжках КС1 (0,1 н.) и НгБО» (0,1 н.) выше. Абсолютная величина этого отношения увеличивается с утяжелением гранулометрического состава и увеличением степени гумусированности.

В то же время при слабом развитии анаэробиозиса содержание подвижных форм Мл возрастало быстрее, чем Бе, так как ЕЬ перехода Ре1- в Ре2+ при рНнго = 7,0 около 200 мв, а Мп4+ в Мп2+ при 400 мв.

Проведенные исследования показали, что при оглеении увеличивается доля обменного железа и марганца, доля их аморфных соединений, изменяется скорость вытеснения из почв подвижных форм этих соединений (в наименьшей степени кинетика десорбции проявлялась при

использовании десорбентов Ыа4Р207 и Н2504). Увеличение подвижности соединений железа и марганца при избыточном увлажнении почв сохранялось и при дальнейшем компостировании почв в условиях оптимальной влажности (рис. 2).

В полевых условиях дерново-подзолистые почвы более высокой степени оглеения характеризовались более низкими значениями ЕЬ, содержанием водорастворимого фосфора и активностью Ьт03~, более высоким содержанием водорастворимого железа, отношением водорастворимых форм К:Са. С увеличением степени оглеения увеличивалось соотношение подвижных (1-е + Мп) : (Са + М§).

Отношение Ре:Мп в почве и в конкрециях как критерий степени оглеения почв.

Отношение Ге:Мп в конкрециях используется как критерий степени гидроморфности, коэффициент заболоченности (Зайдельман, 1982, 1986, 1987; Костенков, 1990; Росликова, 1991 и др.). Однако использование этого показателя не всегда дает положительные результаты, что обусловлено как необходимостью комплексной оценки степени оглеения, так и изменением Ре:Мп в конкрециях в зависимости от сочетания свойств почв и многих параметров среды, а не только от степени переувлажнения. Поэтому в почвах с разной величиной рН среды и разной гумусированностью критерии степени заболоченности отличаются. По данным разных авторов глеевые почвы

Рис. 2. Вытеснение железа из дерново-подзолистой почвы учхоза "Михайловское" переменными концентрациями HCl.

Варианты опыта

а) контроль;

б) просушивание при + 100 °С -1 час,

в) промораживание -15 °С -1 сутки,

г) компостирование при влажности 60 % от ПВ - 2 месяца,

д) компостирование 150 % от ПВ -1 месяц,

е) компостирование при 150 % от ПВ - 2 месяца,

ж) промораживание при -10 "С -

1 сутки, а затем компостирование при 60 % от ПВ,

з) просушивание при + 100 "С -1 час,

а затем компостирование при 60 % от IIB

График № 1-4-концентрация HCl: 1 - 0,2 н HCl; 2-0,15 н HCl;

3 -0,1 н HCl,

4 - 0,05 н. HCl

выделяются при величине коэффициента заболоченности выше 140 (Санжаров, 1981), больше 4000 (Росликова, 1991), больше 5-6 (Старцев, 1986). Величина коэффициентов заболоченности меняется также для разного размера конкреций, для почв, развитых на разных элементах мезорельефа, для разных типов гидротермических режимов. Савич В.И., Кауричев И.С., Шишов Л.Л. и др. (1999) показали связь степени оглеения с соотношением Ре:Мп как для водорастворимых, так и для подвижных форм соединений этих ионов.

В работе рассмотрены теоретические зависимости растворимости осадков Бе, Мп в зависимости от рН, ЕЙ, комплексообразующей способности почвенных растворов. Показано, что отношение Ре:Мп в конкрециях может служить надежным критерием степени заболоченности только при сравнении оглеенных почв с неоглеенными аналогами.

В полевых условиях в черноземно-луговых почвах разной степени переувлажнения определены ЕЬ, Ке:Мп в вытяжке 0,2 н. НС1, структура горизонтов, уровень грунтовых вод, наличие и характер конкреций, цветовая гамма почв. По полученным данным визуальная степень оглеения коррелировала с отношением Ре:Мп, с ЕЬ среды, плотностью почв, массой конкреций, сменой комковатой структуры на призматическую, но плохо коррелировала с цветовой гаммой почв, что характерно для высокогумусированных почв. Однако величина Нет уел хорошо коррелировала с уровнем грунтовых вод.

Буферные свойства почв в окислительно-восстановительном интервале как критерий степени оглеения почв.

Степень оглеения перспективно оценивать по их буферной емкости в окислительно-восстановительном интервале. При оглеении увеличивается буферность в окислительном интервале и уменьшается в восстановительном интервале. Однако характер изменений в разных интервалах ЕЙ может отличаться, в связи с чем при оценке оглеения необходимо определение фракционного состава окислительно-восстановительных систем. При развитии застойно-промывного режима часть соединений, определяющих окислительно-восстановительную буферную емкость, может вымываться, что приведет к её снижению (таблица 8).

Как видно из представленных данных, в оглеенных почвах но сравнению с неоглеенными ниже ЕЬ. При оглеении в дерново-подзолистых почвах возрастает буферная емкость к окислению, так как образовалось больше восстановленных веществ. В черноземно-луговых почвах при данном времени компостирования это не идентифицируется в связи с их более высокой буферной емкостью.

Таблица 8

Изменение буферной емкости в окислительно-восстановительном интервале для почв, компостированных в условиях избыточного увлажнения

Добавлено КМп040,1 и, мл Eh, мв

Почва* 60 % ПВ 100 %ПВ Разница Eh по вариантам 1-2, мв

1 2

0 730 700 30

10 810 750 60

2 0 770 730 30

10 790 730 60

3 0 700 560 140

10 730 610 120

*) номер почвы: 1 - дерново-среднешдаолисгая окультуренная;

2 - дерново-среднеподзолистая хорошо окультуренная;

3 - черноземно-луговая почва.

Проведенные исследования показали, что изменение буферных свойств почв в окислительно-восстановительном интервале при оглеении зависит от свойств почв, поэтому для оценки степени оглеения необходимо сравнение почв разной степени оглеения с аналогичными неоглеенными.

Дополнительные критерии степени оглеения почв.

Развитие оглеения характеризуется изменением практически всех свойств почв, однако степень этих изменений для разных типов почв и условий гидротермического режима территорий не одинакова. Поэтому для разных условий и объектов характерными показателями и диагностическими признаками оглеения является определенная совокупность свойств почв.

Содержание и качественный состав органического вещества как критерий степени оглеения почв. Изменение органического вещества почв под влиянием процессов оглеения изучалось на дерново-подзолистых суглинистых почвах разной степени гумусированности, а также в модельных опытах при компостировании дерново-подзолистой и черноземно-луговых почв в условиях различного увлажнения. В исследуемых образцах сняты ИК спектры, дериватограммы, оценена цветовая гамма почв на приборе Gretag Macbeth Eye-One Photo. По полученным данным избыточное увлажнение и оглеение почв привели к увеличению дисперсности органического вещества, увеличению в составе гумуса фульвокислот, доле карбоксильных и спиртовых

группировок, доле алифатических группировок по сравнению с ароматическими, что идентифицировалось по соотношению потери массы при 150-200 °С и 400-440 °С. Связь содержания гумуса с отражательной способностью почв оценивалась уравнением:

У = Ке"и,

где х - интенсивность "Ь", "а", "Ь" в системе С1Е-ЬаЬ; У - содержание гумуса в %.

Для зависимости У от Ь: У = 65,367е<Ш87х; Яг = 0,7164.

Для зависимости У от а: У = 8,3114е"°'0602х; Я2 = 0,4929.

Для зависимости У от Ь: У = 22,009е"°'°67х; Я2 = 0,6126.

Оглеение приводило к увеличению светлоты Ь в системе С1Е-ЬаЬ.

Водно-физические свойства почв как критерий степени их оглеения.

При оглеении, как правило, в значительной степени изменяются и водно-физические свойства почв. По литературным данным происходит диспергирование почв, увеличение плотности, изменение удельной поверхности, увеличение влагоемкости. Однако для почв застойного и застойно-промывного типов водного режима эти изменения не одинаковы, так как при застойно-промывном типе водного режима вниз по профилю вымываются как илистые частицы, так и гидрооксиды Бе, А1, влияющие на степень гидрофильности и гидрофобности.

В проведенных нами исследованиях оценивались морфологические признаки и структура дерново-подзолистых и черноземно-луговых почв в полевых условиях, получены диаграммы структуры порового пространства дерново-подзолистых почв разной степени оглеения, оценена прочность связи воды в почве методом дериватографии и весовым методом.

Фотографирование структуры дерново-глеевых почв в ноле и в лаборатории показало, что при изъятии образца из профиля почв "творожистая" структура исчезает. Оглеенные почвы на фотографиях характеризуются значительно большей плотностью и меньшей пористостью. Ухудшение агрономически ценной структуры четко идентифицировалось и при увеличении степени анаэробиозиса черноземно-луговых почв в полевых условиях Тамбовской области. Данные дериватографии показали, что оглеение дерново-подзолистых почв и черноземно-луговых почв привело к большей потере массы в интервале 20-214 °С; к меньшей прочности связи воды с почвой от 12,3-17,2 ккал/моль до 10,4-12,1 ккал/моль. В интервале 1-2 часа при 100 °С почвы, компостированные в условиях оптимальной влажности, интенсивнее теряли воду по сравнению с почвами, компостированными в условиях избыточного увлажнения.

Выводы

1. Для оценки степени оглеения почв необходимо использование комплекса методов, включающих определение фракционного состава окислительно-восстановительных систем и соединений элементов переменной валентности, водно-физических свойств почв, их гумусового состояния, цветовой гаммы почв, газового режима и биологической активности. Для разных групп почв и условий их образования наиболее информативными являются разные комплексы методов.

2. Разработана система методов компьютерной диагностики цветовой гаммы почв (в системах CIE-Lab, CMYK, sRGB, HSB) в стационарных условиях и оценка цветовой гаммы почв в полевых условиях с использованием прибора Gretag Macbeth Eye-One Photo и программного обеспечения Eye-One Share 1.4, Adobe Photoshop CS, ProfileMaker 5.

Для стандартизации определений предлагается оценка цветовой гаммы почв с введением внутренних стандартов - шкалы Kodak, шкалы Манселла и стандартных образцов ЦИНАО.

3. По полученным данным по цветовой гамме почв хорошо идентифицировались процессы гумусонакопления и окультуривания для дерново-подзолистых почв. Связь степени гумусированности и показателя "L" в системе CIE-Lab отражают разработанные нами уравнения регрессий.

4. Предлагается оценивать степень оглеения дерново-подзолистых почв по совокупности параметров цветовой гаммы почв (отношению их в оглеенной и неоглеенной почве): интенсивности цвета в цветовых системах CIE-Lab ("L", "а", "Ь" и отношение "a/b"), CMYK (интенсивность К), RGB (отношение R/B). Хорошие результаты дала оценка степени оглеения с использованием уравнений множественной регрессии при оценке интенсивностей отражения в разных диапазонах длин волн.

5. Показано, что степень оглеения коррелирует с содержанием обменных Fe2+, Мп2+; отношением Fe:Mn в почвенном растворе, в конкрециях; скоростью вытеснения из почв железа и марганца, скоростью окисления почв (идентифицируется по цвету); долей аморфного железа от силикатного; с отношением в органическом веществе функциональных групп СН2, СН3, СН3СООН (оцениваются методом ИК спектроскопии); с количеством восстановленных веществ, мг-экв/100 г; с Eh при рНнго = 6,5; с величиной гН2; отношением N03_:NH4+; со скоростью испарения воды при нагревании и прочностью связи воды с твердой фазой почв (оцениваются методом дериватографии); со степенью элюирования Fe, Mn, Ca, Mg из горизонта А2 по сравнению с неоглеенной почвой.

6. Предлагается алгоритм оценки степени оглеения почв:

У = [t^/x^:,, ,

где Х„ Хор; - показатели оглеенной почвы и неоглеенной; п - число показателей при X,/Xopt от 0 до 1. По степени оглеения предлагаются следующие градации: У = 1-0,8 - слабое оглеение; У = 0,8-0,6 - среднее оглеение; У = 0,6-0,4 - сильное оглеение; У < 0,4 - очень сильное оглеение.

7. Предлагается алгоритм оценки влияния степени оглеения почв на состояние агрофитоценоза, биогеоценоза:

у=it w**)

I I

где У - экологическое состояние агрофитоценоза, биогеоценоза по общепринятым градациям; к, - степень влияния соотношения Х,/Хор, на отдельные экологические функции разных факторов Х„ N - число экологических функций, п — число изучаемых свойств почв.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Савич В.И., Егоров Д.Н. и др. «Использование компьютерной диагностики для объективной характеристики цвета почв»// Известия ТСХА, 2004. №4. С. 38-51.

2. Савич В.И., Байбеков Р.Ф., Егоров Д Н., Хесам Моуса, Сулейманов P.P. Агрономическая оценка отражательной способности системы почва-растение методом компьютерной диагностики. Уч. пособие. М.: РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2006. 216 с.

3. Байбеков Р.Ф., Савич В.И., Егоров Д.Н., Хесам Моуса, Каба Рами Оценка цвета почв в полевых условиях с использованием прибора Gretag Macbeth Eye-One Photo// Известия ТСХА. М., 2007. № 4. С. 23-28.

4. Савич В.И., Сюняев Н.К., Батанов Б.Н., Егоров Д.Н. Агрономическая оценка окислительно-восстановительного состояния и оглеения почв. М.: РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2008 253 с.

1,25 печ. л._Зак. 551._Тир. 100 экз.

Издательство РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44 Тел.: 977-00-12, 977-40-64

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Егоров, Дмитрий Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Оценка отражательной способности почв как критерий их плодородия и степени деградации.

1.2. Критерии оценки степени оглеения почв.

1.3. Комплексная оценка степени гидроморфности почв.

Глава II. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Глава III. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Глава IV. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.

Глава V. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

5.1. Цветовая гамма почв и методы её идентификации.

5.1.1. Цветовая гамма почв, оцениваемая методом компьютерной диагностики.

5.1.2. Объективная оценка цвета почв в полевых условиях с использованием прибора Gretag Macbeth Eye-One Photo.

5.2. Цветовая гамма почв как критерий степени их окультуренности.

5.3. Цветовая гамма почв как критерий степени их эродированности.

5.4. Цветовая гамма почв как критерий степени их оглеения.

5.4.1. Принципы и методы оценки оглеения почв.

5.4.2. Оценка оглеения почв по их отражательной способности.

5.5. Фракционный состав соединений Fe, Мп в почвах как критерий степени их оглеения.

5.6. Отношение Fe:Mn в почве и в конкрециях как критерий степени оглеения почв.

5.7. Буферные свойства почв в окислительно-восстановительном интервале как критерий степени оглеения.

5.8. Дополнительные критерии степени оглеения почв.

5.8.1. Содержание и качественный состав органического вещества как критерий степени оглеения почв.

5.8.2. Физические свойства почв как критерий степени их оглеения.

5.8.3. Водные свойства почв как критерий степени их оглеения.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Оценка степени оглеения почв по их цветовой гамме и совокупности физико-химических свойств"

Оценка степени окультуренности и деградации почв имеет большое практическое значение. Одним из экспрессных способов такой оценки является характеристика морфологических признаков почв. Однако в настоящее время оценка морфологических признаков почв проводится на качественном уровне, что существенно уменьшает точность характеристики плодородия, классификационной принадлежности и степени деградации почв, проводимых в полевых условиях.

Целью исследования является разработка новых методов оценки цветовой гаммы почв, применимых в полевых условиях и обладающих достаточной степенью объективности. Разработка комплекса методов, включая цветовую гамму почв для оценки степени оглеения, как одного из факторов их деградации. Для этой цели использовались принципы компьютерной диагностики цветовой гаммы, принятые в полиграфической промышленности, и новый прибор, разработанный для этих целей в последние годы, а также комплекс физико-химических методов оценки плодородия и деградации почв.

В задачи исследования входили:

1) разработка методик оценки цветовой гаммы и профиля почв с использованием методов компьютерной диагностики и спектрофотометра Gretag Macbeth Eye-One Photo;

2) разработка комплекса методов оценки степени оглеения почв применительно к разным типам почв, литологическим и климатическим условиям в зависимости от степени окультуренности, оподзоленности и эродированности почв.

Основными объектами исследования выбраны дерново-подзолистые почвы учхоза «Михайловское» и черноземно-луговые почвы Тамбовской области. Для сравнения исследованы образцы почв, резко отличающихся от основного объекта по генезису и свойствам.

Работа выполнялась на кафедре почвоведения РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева под руководством доктора сельскохозяйственных наук профессора Р.Ф. Байбекова. Автор приносит искреннюю благодарность за постоянные советы и помощь профессору В.И. Савичу, за помощь в работе инженеру Ю.С. Байкаловой.

По материалам работы опубликованы в соавторстве статьи: «Оценка цвета почв в полевых условиях с использованием прибора Gretag Macbeth Eye-One Photo», Известия ТСХА, 2007; «Использование компьютерной диагностики для объективной характеристики цвета почв», Известия ТСХА, 2004, а также методические указания «Агрономическая оценка отражательной способности системы почва-растение методом компьютерной диагностики», М., 2006, 215 стр.; «Агрономическая оценка окислительно-восстановительного состояния и оглеения почв», М., МСХА, 2008, 253 стр.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Егоров, Дмитрий Николаевич

выводы

1. Для оценки степени оглеения почв необходимо использование комплекса методов, включающих определение фракционного состава окислительно-восстановительных систем и соединений элементов переменной валентности, водно-физических свойств почв, их гумусового состояния, цветовой гаммы почв, газового режима и биологической активности. Для разных групп почв и условий их образования наиболее информативными являются разные комплексы методов.

2. Разработана система методов компьютерной диагностики цветовой гаммы почв (в системах CIE-L*a*b*, HSB, sRGB, CMYK) в стационарных условиях и оценка цветовой гаммы почв в полевых условиях с использованием портативного спектрофотометра Gretag Macbeth Eye-One Photo и программного обеспечения Eye-One Share 1.4, Adobe Photoshop CS, ProfileMaker 5.

Для стандартизации определений предлагается оценка цветовой гаммы почв с введением внутренних стандартов — шкалы Kodak, шкалы Манселла и стандартных образцов ЦИНАО.

3. По полученным данным по цветовой гамме почв хорошо идентифицировались процессы гумусонакопления и окультуривания для дерново-подзолистых почв. Связь степени гумусированности и показателя «L» в системе CIE-L*a*b* отражают разработанные нами уравнения регрессий.

4. Предлагается оценивать степень оглеения дерново-подзолистых почв по совокупности параметров цветовой гаммы почв (отношению их в оглеенной и неоглеенной почве): интенсивности цвета в цветовых системах CIE-L*a*b* («Ь», «а», «Ь» и отношение «а/b»), CMYK (интенсивность «К»), sRGB (отношение «R/В»). Хорошие результаты дала оценка степени оглеения с использованием уравнений множественной регрессии при оценке интенсивностей отражения в разных диапазонах длин волн.

5. Показано, что степень оглеения коррелирует с содержанием обменных Fe" , Мп" ; отношением Fe:Mn в почвенном растворе, в конкрециях; скоростью вытеснения из почв железа и марганца, скоростью окисления почв (идентифицируется по цвету); долей аморфного железа от силикатного; с отношением в органическом веществе функциональных групп СН2, СНз, СН3СООН (оцениваются методом ИК спектроскопии); с количеством восстановленных веществ, мг-экв./ЮО г; с Eh при рНШо = 6,5; с величиной гН2; отношением N037NH4+; со скоростью испарения воды при нагревании и прочностью связи воды с твердой фазой почв (оцениваются методом дериватографии); со степенью элюирования Fe, Мп, Са, Mg из горизонта А2 по сравнению с неоглеенной почвой.

6. Предлагается алгоритм оценки степени оглеения почв: где Xj, Xopt - показатели оглеенной почвы и неоглеенной; п — число показателей при Х/Хор1 от 0 до 1. По степени оглеения предлагаются следующие градации: У = 1-0,8 — слабое оглеение; У = 0,8-0,6 — среднее оглеение; У = 0,6-0,4 — сильное оглеение; У < 0,4 - очень сильное оглеение.

7. Предлагается алгоритм оценки влияния степени оглеения почв на состояние агрофитоценоза, биогеоценоза: где У — экологическое состояние агрофитоценоза, биогеоценоза по общепринятым градациям; к; — степень влияния соотношения Х/Хор1 на отдельные экологические функции разных факторов Xi, N — число экологических функций, п — число изучаемых свойств почв.

8. Разработан алгоритм влияния оглеения на биопродуктивность с учетом литологии, типа почв, химического состава вод, типа водного

N п режима, рельефа, геохимических провинций, растительности, климатических условий.

Предлагается алгоритм оценки степени оглеения по влиянию на п биопродуктивность угодий (Уб): Уб = JXopt, где k; - степень влияния 1 фактора Xj/Xopt на урожай; X; и Xopt — значения показателей X в оглеенной и неоглеенной почве (в долях от 1).

5.9. Заключение

Одна треть территории России представлена почвами избыточного увлажнения. Сочетание избытка воды и недостатка кислорода приводит к развитию оглеения, в значительной степени снижающего плодородие почв, приводящего к нарушению экологического равновесия, что сопровождается и уменьшением ценности земель. Оценка степени оглеения почв имеет важное практическое значение, однако, к сожалению, существующие методы анализа не всегда дают правильную оценку.

Изменение цвета при оглеении отличается: 1) для застойного типа водного режима и для застойно-промывного типа водного режима: 2) для почв разного химического состава; 3) при избыточном увлажнении разными водами (различно химического состава); 4) под различными видами растительных ассоциаций; 5) для почв автоморфных, транзитных, аккумулятивных ландшафтов.

В зависимости от указанных условий характеристические показатели степени оглеения и градации будут свои.

При оценке степени оглеения почв целесообразно выделять критерии оценки в зависимости от цели характеристики почв. В первую очередь, следует выделить: 1) оценку степени оглеения почв для целей классификации почв; 2) оценку степени оглеения для характеристики экологического состояния агрофитоценозов и биогеоценозов; 3) оценку для прогноза биопродуктивности угодий и степени деградации почв как средства сельскохозяйственного производства.

Оглеение почв обусловлено сочетанием действия на почву избыточного увлажнения и анаэробиозиса. При этом происходят существенные изменения различных свойств почв (X—Хп). В зависимости от свойств исходных почв, типа водного режима, климатических условий, состава вод и т. д. в большей степени при оглеении изменяются и определенные свойства почв (X,). Например, в почвах с достаточным содержанием подвижных железа и марганца изменяется их окисленность, растворимость их осадков, отношение железа к марганцу. Для песчаных почв такие изменения уловить трудно, и они редко являются характеристическими (индикаторными). Для почв южных регионов при наличии в них CaS04 оглеение приводит к образованию сероводорода (этот показатель является индикаторным). Для песчаных почв северных регионов такое явление практически не происходит.

Таким образом, степень оглеения (У) определяется следующим выражением:

XX X

У = (-1— + —— + . +--—):п, где Xj — Хп - значения изучаемых

Х()ПТ-\ ^ ОПТ—2 ^ ОПТ-п свойств в оглеенной почве; Х0пт (i-п) — значения изучаемых свойств в аналогичной неоглеенной почве; п — число учитываемых показателей.

В общем виде уравнение принимает вид: I

При этом величины X, — могут иметь различную размерность и значения. В оглеенных почвах одни показатели X; могут быть выше Xopt<i, другие ниже. Например, содержание подвижного алюминия в оглеенной почве выше, чем в неоглеенных, а интенсивность красного цвета ниже и т. д.

В связи с указанным, величины Xj/Xopt,i следует учитывать в долях от оптимума (от 0 до 1), независимо от того превышает X; величину Хорд, или меньше неё.

По степени оглеения целесообразно принять следующие градации: У = 1-0,8 - слабое оглеение; У = 0,8-0,6 — среднее оглеение, У = 0,6-0,4 — сильное оглеение; У меньше 0,4 — очень сильное оглеение.

В зависимости от цели оценки почв наиболее важное значение имеют и определенные свойства почв, изменившиеся под влиянием оглеения. Для классификации почв по степени оглеения большее значение имеют свойства почв, определяемые в полевых условиях или с незначительными затратами в лаборатории. Это цвет почв — степень красноты, светлоты, сизого оттенка, интенсивность холодных тонов или их соотношения; мощность оглеенных горизонтов; доля в них сизых и охристых пятен, степень оторфянения или степень развития перегнойного, торфяно-перегнойного горизонта, их мощность.

Большое значение имеет оценка степени оглеения по морфологическим признакам почв, их цветовой гамме, развитию почвенных процессов (эрозии, трансформации в почве азота, фосфора, калия, микроэлементов), влиянию на развитие почвообразовательных процессов (дернового, подзолообразования, осолодения). С агрономической точки зрения, важна оценка степени оглеения по водно-воздушному и питательному режимам почв, физическим и технологическим свойствам, тепловому режиму и т. д. При этом необходимо рассматривать как влияние на почву, так и влияние на растения, на трансформацию удобрений, мелиорантов и средств защиты растений.

С экологической точки зрения, важно влияние оглеения на протекторные свойства почв, водную, воздушную среду и биоту.

В соответствии с рабочей гипотезой степень оглеения почв пропорциональна следующим показателям: 1) доле обменного железа, вытесняемого 0,1 н. КС1; осадкам железа и марганца, идентифицируемым по содержанию железа и марганца в водной вытяжке; 3) Eh, rH2, Eh при рНшо = 6,5; 4) степени проявления в цветовой гамме холодных тонов; 5) доле быстро вытесняемых соединений железа и марганца; 6) доле восстановлено растворимых соединений железа и марганца; 7) прочности связи воды с твердой фазой почвы, оцениваемой методом дериватографии и по потере Н20 при разных температурах; 8) сорбции Р2О5; 9) кинетике вытеснения калия из почв; 10) нитрификации и денитрификации; 11) соотношению -СООН, -ОН и =СН2, -СНз групп; 12) оптической плотности растворов; 13) развитию проростков культур, в разной степени устойчивых к анаэробиозису.

С нашей точки зрения, целесообразно выделять: скорость развития оглеения, интенсивность оглеения, степень развития оглеения, которая является функцией развития оглеения, его распространение в пространстве и продолжительности проявления во времени. При этом интенсивность оглеения — это интенсивность проявления свойств, наиболее отрицательно действующих на выполнение почвой заданной экологической функции (для плодородия — это содержание подвижных и водорастворимых форм Мп, А1, Fe, H2S и т. д.).

В проведенных исследованиях показана необходимость и перспективность интегральной агрономической оценки оглеения почв по комплексу показателей. В зависимости от климатических и литологических условий развития оглеения наиболее информативными являются и различные характеристические комплексы показателей свойств, процессов и режимов» почв.

Разработана методика оценки цветовой гаммы почв и в том числе степени оглеения, идентифицируемой методами компьютерной диагностики в цветовых системах CIE-Lab, HSB, sRGB, CMYK.

Предлагается оценка цветовой гаммы почв в полевых условиях с использованием портативного спектрофотометра Gretag Macbeth Eye-One Photo и компьютерной системы.

Предлагается оценка оглеения почв по их цветовой гамме в видимой и ПК областях спектра по уравнению множественной регрессии, учитывая соотношение интенсивностей характеристических пиков в разных областях спектра (для Si02 и А1203; для Fe2+ и Fe3+; С=0, СООН, СН и СН2; для N03~ и NH4+; для аэробных и анаэробных микроорганизмов; для гумусовых, перегнойных и торфяных горизонтов разной степени разложения).

Показана перспективность оценки степени оглеения по фракционному составу соединений железа, марганца, алюминия (доле обменных Fe2+, А13+, Мп2+), скорости изотопного обмена железа, доле наиболее подвижных соединений железа, марганца, алюминия, извлекаемых из почв методом конкурирующего комплексообразования, растворимых в восстановительных условиях.

Отмечается перспективность оценки степени оглеения почв по скорости изменения их цветовой гаммы в полевых условиях при изъятии образца из профиля почвы (скорости исчезновения холодных и появления теплых тонов).

Обсуждена методология разработки градаций степени оглеения по соотношению Fe:Mn в почвенном растворе, подвижных соединений, их соотношению в конкрециях в зависимости от рН и Eh среды, комплексообразования, состава пород, типа водного режима.

Указывается на перспективность степени оглеения почв по доле в почве водорастворимого ила и прочности связи Н20 с почвой, оцениваемой методом дериватографии и по тепловым эффектам сорбции почвами Н20.

Показана перспективность оценки степени оглеения почв по фракционному составу окислительно-восстановительных систем и теплоте окисления и восстановления почв.

С учетом полученных результатов, мы считаем возможным дать следующие теоретические обобщения.

Оценка оглеения по цветовой гамме почв возможна по показателям «Ь», «а», «Ь», отношениям «а/b» в системе CIE-Lab, «R/В» и «G/В» в системе sRGB, «S/В» в цветовой системе HSB.

В то же время, очевидно, что влияние оглеения на урожай сельскохозяйственных культур и стоимостную оценку почв, как средства сельскохозяйственного производства, будет отличаться для разных культур в зависимости от гранулометрического и минералогического состава почв, степени их гумусированности, рельефа участка, погодных условий года и т.д.

Схемы, иллюстрирующие такой подход, приведены в следующих рисунках 31 и 32.

Рис. 31. Схема оценки оглеения почв to u« to

Рис. 32. Схема влияния степени оглеения на плодородие почв

Продолжительность анаэробиозиса (избыток воды, недостаток 02)

Время проявления анаэробиозиса (весна, лето, осень)

Место проявления анаэробиозиса (горизонт, грунтовое, поверхностное)

Площадь проявления анаэробиозиса —

Тип водного режима (промывной, застойный, застойно-промывной, — непромывной, мерзлотный, ирригационный и т.д.)

Закономерная смена гидротермических условий — во времени и пространстве

Положение почв по рельефу (мезо- и микро- — рельеф, положение в бассейне)

ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ ОГЛЕЕНИЯ НА ПЛОДОРОДИЕ ПОЧВ Химический состав пород Гранулометрический состав почв Минералогический состав почв

Химический состав вод (кислые, нейтральные, сульфатные, карбонатные и т. д.)

Температурный режим Особенности органического вещества почв

Особенности микробиологической активности почв

Растительная ассоциация: а) под которой возникло оглеение; б) выращиваемые культуры

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Егоров, Дмитрий Николаевич, Москва

1. Азиязов Б.М. Дистанционные измерения параметров системы почва-растение в интервале спектра видимой и ИК области, Автореф. канд. дисс., Баку, ИЛА, 1989. 27 с.

2. Андреев Г.А., Гладышев Г.А., Тхобисимов Д.К. Радиофизический метод синтеза изображений открытых почво-грунтов, Методы и средства автомат, внутрихоз. гидром. систем., Л., 1987. С. 81-85.

3. Андроников В.Л. О спектральной отражательной способности пахотных почв лесостепи. Изв. АН СССР, сер. геогр., 1958. № 3. С. 93-96.

4. Андроников В.Л., Афанасьев Т.В. Визуально-машинный (интерактивный) метод дешифрирования пойменных почв по дистанционным материалам, Современные методы исследования почв, Всес. науч. конф., М., 1983. 121 с.

5. Афанасьева Т.В., Пастушенко Н.Ф. Возможности дешифрирования видовых различий пахотных почв по многозональным аэрофотоснимкам, Вестник МГУ, сер. Почвоведение, 1983. № 2. С. 26-30.

6. Белоцветова О.Ю. Особенности проявления процесса оглеения в аллювиальных луговых почвах пойм рек лесной зоны ETC: Автореф.дис.канд. биол. наук / МГУ им. М.В. Ломоносова. Фак. почвоведения. М., 1990. 25 с.

7. Березин П.Н., Смирнова И.В. Применение фотографического метода для определения пористости агрегатов. Почвоведение, 2006. № 5. С. 546-552.

8. Биндюков В.Г. Пространственное варьирование содержания подвижного железа в профиле почв подзолистого и болотного типа, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1984. 24 с.

9. Бострем В.Г. Визуальное и машинное дешифрирование почвенного покрова севера Нечерноземья по многозональным космическим снимкам, Современные методы исследования почв, Всес. науч. конф., М., 1983. С. 127-128.

10. Васильев С.В. Трансформация соединений железа в процессах почвообразования. М.: МГУ, 1989. 16 с.

11. Велиева З.М. Спектрофотометрические характеристики основных типов почв Карабахской степи, Автореф. канд. дисс., Баку, ИПА АзССР, 1991.20 с.

12. Виноградов Б.В. Дистанционная индикация содержания гумуса в почве, Почвоведение, 1981. № 11. С. 114-123.

13. Виноградов Б.В. Дистанционные измерения фитомассы, "Исследования Земли из Космоса", 1982. № 5. С. 36-45.

14. Витязев В.Г. Энергетика воды в почвах в зависимости от состава и строения их твердой фазы, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1971.

15. Витязев В.Г., Рабий А. Удельная поверхность луговых почв Тамбовской области, Почвоведение, 1978. № 4.

16. Витязев В.Г., Кауричев И.С., Рабий А. Влияние состава поглощенных катионов и анионов на удельную поверхность почв, Почвоведение, 1980. № 9. С. 34-41.

17. Водяницкий Ю.Н. Оксиды железа и их роль в плодородии почв. М.: Наука, 1989. 160 с.

18. Водяницкий Ю.Н. Оксиды железа в почвах гумидных регионов страны, Автореф. докт. дисс., М., 1991. 45 с.

19. Водяницкий Ю.Н. Анализ кривых распределения соединений железа по профилю почвы // Почвоведение. 1991. № 5. С. 29-36.

20. Водяницкий Ю.Н. О растворимости реактивом Тамма железистых минералов //Почвоведение, 2001. № 10. С. 1217-1229.

21. Водяницкий Ю.Н. Химия и минералогия почвенного железа. — М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 2002. 236 с.

22. Водяницкий Ю.Н. Химия и минералогия почвенного железа. М.: Почв, ин-т им. В.В. Докучаева, 2003. 238 с.

23. Водяницкий Ю.Н. Оксиды марганца в почвах. — М.: ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 2005. 95 с.

24. Водяницкий Ю.Н. Химия, минералогия и цвет оглеенных почв. — М.: ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 2006. 170 с.

25. Водяницкий Ю.Н. Диагностика переувлажненных минеральных почв. М.: ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 2008. 143 с.

26. Водяницкий Ю.Н., Васильев А.А., Кожева А.В., Сатаев Э.Ф., Власов М.Н. Влияние железосодержащих пигментов на цвет почв на аллювиальных отложениях Средне-Камской равнины // Почвоведение. 2007. №3. С. 318-330.

27. Водяницкий Ю.Н., Добровольский В.В. Железистые минералы и тяжелые металлы в почвах. — М.: Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 1998. 216 с.

28. Водяницкий Ю.Н., Зайдельман Ф.Р. Железистые и марганцевые минералы в конкрециях дерново-подзолистых почв разной степени оглеения на разных материнских породах // Вестн. МГУ. Сер. Почвоведение. 2000. № З.С. 3-12.

29. Водяницкий Ю.Н., Шишов JLJL Изучение некоторых процессов по цвету почв, М., Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева, 2004. 84 с.

30. Водяницкий Ю.Н., Шишов J1.J1., Васильев А.А., Сатаев Э.Ф. Анализ цвета лесных почв Русской равнины, Почвоведение, 2005. 31. С. 1628.

31. Воробьева J1.A. Химический анализ почв. М.: МГУ, 1998. 272 с.

32. Герайзаде А.П. Преобразование энергии в системе почва — растение атмосфера, Дисс. доктора с/х наук, АН АзССР, ИПА, 1988. 356 с.

33. Герайзаде А.П., Велиева З.М. и др. К вопросу о влиянии физико-химических параметров на отражательные свойства почв, Изв. АН АзССР, сер. «Биол. науки», Баку, 1990. № 3.

34. Гинсбург К.Е. Фосфор основных типов почв СССР, М.: Наука, 1981. 244 с.

35. Глебова Г.И. К характеристике гумуса бурых лесных почв юго-запада Смоленской области, Вестник МГУ, 1966. № 2. С. 105-115.

36. Гулян А.Г., Мартиросян P.M., Мусатов В.В., Пенязо Л.А., Прозоровский А.Ю., Тохмахян М.Г. СВЧ радиометрический комплекс влажностного зондирования почвы, Тр. н/и центра изучения природных ресурсов, 1988. № 32. С. 63-69.

37. Гуревич М.М. Цвет и его измерение, М., АН СССР, 1950.

38. Дегтярева А.К. Железо в почвах, новообразованиях, почвенных растворах и дренажных водах Яхромской поймы: Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1990. 20 с.

39. Джандил А.Р., Зонн И.С. Содержание и состав органического вещества в почвах Месопотамии Иракской республики, М., Наука, 1967.

40. Дмитриев Е.А., Биндюков В.Г. Хемографическое изучение распределения закисного железа в почвах, Вестник МГУ, Почвоведение, 1981. №4. С. 19-25.

41. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах, М., Наука, 1990. 261 с.

42. Заварзин Г.А., Звягинцев Д.Г., Карпачевский Л.О., Розанов Б.Г. Взаимодействие почвы с атмосферой, в кн. «Взаимодействие почвенного и атмосферного воздуха», М., МГУ, 1985. С. 45-57.

43. Заварзина А.Г., Розанова М.С., Суханова Н.И. Содержание гумуса и отражательная способность верхних горизонтов почв юга европейской части России. Почвоведение, 1995. № 10. С. 1248-1255.

44. Зайдельман Ф.Р. Рекомендации по диагностике степени заболоченности минеральных почв Нечерноземной зоны РСФСР и оценка целесообразности их осушения (пособие к ВСН-33-2.1-84). — М., Изд. Главнечерноземводстрой ММВХ СССР, 1987. 95 с.

45. Зайдельман Ф.Р. Процесс глееобразования и его роль в формировании почв, М., МГУ, 1998. 316 с.

46. Зайдельман Ф.Р., Нарокова Р.П. Глееобразование при застойном и промывном режимах в условиях лабораторного моделирования.// Почвоведение, 1978. № 3. С. 37-45.

47. Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С., Давыдова И.Ю. Влияние глееобразования на свойства типичного чернозема при различных режимах орошения. // II дел. съезд почвоведов и агрохим. УССР. Тезисы докл. Харьков, 1986.

48. Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С. Mn-Fe конкреции почв и их изменения под влиянием оглеения на почвообразующих породах разного генезиса. // Почвоведение, 1998. № 8. С. 901-909.

49. Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С. Генезис и диагностическое значение новообразований почв лесной и лесостепной зон. — М.: издательство МГУ, 2001. 216 с.

50. Зайдельман Ф.Р., Оглезнев А.К. Определение степени заболоченности почв по свойствам конкреций, Почвоведение, 1971. № 10. С. 94-101.

51. Зайдельман Ф.Р., Рыдкин Ю.И., Земскова Т.П. Диагностическое значение кутан и ортштейнов для оценки степени заболоченности серых лесных почв. Почвоведение, 1987. Т. 4. С. 85-94.

52. Зайдельман Ф.Р., Санжаров А.И., Полонская Л.И. Кутаны и ортштейны дерново-подзолистых неоглеенных и оглеенных почв на ленточных глинах. //Почвоведение, 1982. № 11. С. 17-25.

53. Зверева Т.С. О поведении железа в почвах тундры // Биол. науки. 1983. №6. С. 97-101.

54. Зонн С.В. Железо в почвах, М., Наука, 1982. 312 с.

55. Караванова Е.И. Спектральная способность почв аридной зоны: Автореф. дис. канд. биол. наук / МГУ им. М.В.Ломоносова. Фак. почвоведения. М., 1991. 24 с.

56. Караванова Е.И. Оптические свойства почв и их природа. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2003. 151 с.

57. Караванова Е.И., Орлов Д.С. Использование спектральной отражательной способности почв для оценки степени их засоления. Биол.науки, 1992. № ц12. С. 87-97.

58. Караванова Е.И., Орлов Д.С., Амосова Я.М. Спектральные свойства почв как результат влияния природных и антропогенных факторов. М., ВИНИТИ, 1997. 59 с.

59. Карманов И.И. Спектральная отражательная способность и цвет почв как показатели их свойств, М., Колос, 1974. 351 с.

60. Карманов И.И., Рожков В.А. Опыт установления количественных связей между цветовыми свойствами почв и их вещественным составом. Почвоведение, 1972. № 12. С. 71-79.

61. Карпачевский Л.О. Экологическое почвоведение, М., МГУ, 1993.184 с.

62. Карпухин А.И. Комплексные соединения органических веществ почв с ионами металлов, Автореф.докт.дисс., М., МГУ, 1986.

63. Карпухин А.И.; Савич В.И. Методики применения фактора кинетики в почвоведении: Метод, указания / ТСХА, М., 1980. 74 с.

64. Карпухин А.И., Трубицина Е.В. Кинетика сорбции и изотопного обмена железа и марганца в подзолистых почвах разной степени гидроморфности, Изв. ТСХА, 1981. Вып. 5. С. 193-196.

65. Кауричев И.С. Типы окислительно-восстановительного режима почв, Почвоведение, 1979. № 3.

66. Кауричев И.С., Карпухин А.И. Водорастворимые железоорганические соединения в почвах таежно-лесной зоны. Почвоведение, 1986. Т. 3. С. 66-72.

67. Кауричев И.С., Карпухин А.И., Степанова Л.П. Изучение состава и устойчивости водорастворимых железо-органических комплексов, Почвоведение, 1979. № 2. С. 39-53.

68. Кауричев И.С., Карпухин А.И., Шестаков Е.И. Превращение и миграция марганца в подзолистых почвах, Изв. ТСХА, 1983. Вып. 3. С. 82-86.

69. Кауричев И.С., Орлов Д.С. Окислительно-восстановительные процессы и их роль в генезисе и плодородии почв, М., Колос, 1982. 247 с.

70. Кауричев И.С., Савич В.И. Генетическая оценка окислительно-восстановительного состояния почв, в сб. «Почвенные режимы и их агроэкологическая оценка», М., МСХА, 2003. С. 87-115.

71. Килпатрик Д. Свет и освещение, М.: Мир, 1988. 222 с.

72. Королюк Т.В. Диагностика неоднородности почвенного покрова по материалам дистанционного зондирования, в сб. «Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предотвращения», РАСХН, М., 1998. Т. 1. С. 174-175.

73. Костенков Н.М. Окислительно-восстановительные режимы в почвах периодического переувлажнения, М., Наука, 1987. 192 с.

74. Костенков Н.М. Окислительно-восстановительные режимы в почвах периодического переувлажнения, Автореф. докт. дисс., Новосибирск, 1990. 42 с.

75. Кринов E.JL Спектральная отражательная способность природных образований, М-Л., АН СССР, 1947. 271 с.

76. Куликов К.И., Басманов А.Е. Вопросы картографирования и оценки антропогенных нарушений почвенного покрова Российского севера с использованием дистанционной информации, в сб. «Проблемы антропогенного почвообразования», М., РАСХН, 1997. Т. 2. С. 84-88.

77. Лопухина О.В. Влияние химического и минералогического состава почв на их спектральную отражательную способность, Автореф. канд. дисс., М.,МГУ, 1984.21 с.

78. Мазиков В.М. Дистанционная диагностика состояния пахотного горизонта почв, в сб. «Проблемы антропогенного почвоведения», М., РАСХН, 1997. Т. 1. С. 199-202.

79. Маргулис Дэн. Photoshop LAB Color: загадка каньона и другие приключения в самом мощном цветовом пространстве / Пер. с англ. — М.: Интелбук, 2006. 480 с.

80. Минеев В.Г. и др. Практикум по агрохимии, М.: МГУ, 2001. 689 с.

81. Митчел Э. Фотография, М., Мир, 1988. 420 с.

82. Михайлова Н.А. Спектрофотометрический анализ почв по светоотражению, Владивосток, ДВНЦ АНСССР, 1981. 61 с.

83. Михайлова Н.А., Орлов Д.С. Колориметрические и фотометрические принципы расшифровки спектров отражения видимых лучей почвами. Почвоведение, 1984. № 5. С. 39-47.

84. Михайлова Н.А., Орлов Д.С. Оптические свойства почв pi почвенных компонентов, М., Наука, 1986. 119 с.

85. Морозов В.В. Минералогия соединений железа в почвенных новообразованиях по данным мессбауэровской спектроскопии и магнитных измерений, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1985. 16 с.

86. Мотузова Г.В. Почвенно-химический мониторинг фоновых территорий, М., МГУ, 1990.

87. Мотузова Г.В.; Дегтярева А.К. Формы соединений железа в почвенных растворах и дренажных водах на примере Яхромской поймы В связи с заохриванием дренажных труб. Почвоведение, 1993. Т. 1. С. 110-114.

88. Набиев Х.Р. Электромагнитные методы измерения влажности почв, ВНИИ с/х метеорологии, Обнинск, ИЦ ВНИИГМИ-НЦД 28.07.89 № 931-гм 89, 1989. 16 с.

89. Никифорова А.С. Растворимость железа ортштейнов в разных вытяжках. Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17, 1990. Т. 1. С. 53-54.

90. Никифорова А.С. Железистые новообразования почв южнотаежной подзоны европейской территории России генезис, свойства, диагностическое значение: Автореф.дис. д-ра биол.наук / Моск. гос. ун-т им. М.В. Ломоносова. М., 1997. 49 с.

91. Обухов А.И., Орлов Д.С. Спектральная отражательная способность главнейших типов почв и возможность использования диффузного отражения при почвенных исследованиях, Почвоведение, 1964. №2. С. 83-93.

92. Оглезнев А.К. Диагностическое значение ила корочек и почвы в связи с оценкой подзоло- и глееобразования. // Почвоведение, 1971. № 12. С. 12-23.

93. Орлов Д.С. Количественные закономерности отражения света почвами. Влияние размера частиц (агрегатов) на отражательную способность, Биол. науки, 1966. № 4. С. 206-209.

94. Орлов Д.С. Количественные закономерности отражения света почвами. Соотношение площадей, Биол. науки, 1967. № 9. С. 116-118.

95. Орлов Д.С. Количественные закономерности отражения света почвами. Варьирование показателей и влияние гумусовых веществ, Биол. науки, 1969. № 8. С. 131-135.

96. Орлов Д.С. Цвет и диагностика почв. Соросовский образовательный журнал, 1997. № 4. С. 45-51.

97. Орлов Д.С., Бильдебаева P.M., Садовников Ю.Н. Количественные закономерности отражения света почвами. Спектральная отражательная способность главных типов почв Казахстана, Биол. науки, 1976. № 2. С. 109113.

98. Орлов Д.С., Глебова Г.И., Миданова К.Е. Анализ распределения в почвенном профиле соединений окисного железа и гумуса по кривым спектральной яркости, Биол. науки, 1966. № 1. С. 217-222.

99. Орлов Д.С., Караванова Е.И., Панкова Е.И. Влияние легкорастворимых солей на спектральную отражательную способность почв сероземной зоны. Почвоведение, 1991. Т. 4. С. 120-134.

100. Орлов Д.С., Пузанова Э.М. Количественные закономерности отражения света почвами, соотношения объемов, Биологические науки, 1968. № 8. С. 106-109.

101. Ш.Орлов Д.С., Саакян В.Г., Горшкова Е.И. Окислительно-восстановительные режимы почв и их влияние на органическое вещество. Комплекс, хим. характеристика почв Нечерноземья, 1987. С. 112-129.

102. Орлов Д.С., Садовников Ю.Н., Обухов А.И. Определение окраски почв визуальным способом и спектрофотометрическим способом, Вестник МГУ, сер. 17, Почвоведение, 1980. № 3. С. 410-48.

103. Орлов Д.С., Суханова Н.И., Розанова М.С. Спектральная отражательная способность почв и их компонентов, М., МГУ, 2001. 175 с.

104. Панкова Е.И., Мазиков В.М. Дистанционная диагностика деградационных процессов на пахотных землях России, в сб.

105. Антропогенная деградация почвенного покрова и меры ее предупреждения», М., РАСХН, 1998. Т. 1. С. 185-187.

106. Нб.Плакк Т.П. О связи между доступностью влаги растениям и диэлектрической проницаемостью почвы. Почвоведение, 1989. Т. 8. С. 40-46.

107. Покровский Г.И. Об измерении цвета почв. Почвоведение, 1928. № 12. С. 70-91.

108. Покровский Г.И. Об исследовании гумуса в почвах оптическим путем. Почвоведение, 1929. № 12. С. 124-136.

109. Пузаченко Ю.Г., Пузаченко М.Ю., Козлов Д.Н., Алещенко Г.М. Анализ строения почвенного профиля на основе цифровой цветной фотографии. Почвоведение, 2004. № 2. С. 133-146.

110. Пуртова JI.H. Использование оптических показателей при мониторинге почвенного покрова равнинных территорий, в сб. Тез. докл. 2 с-да почвоведов России, С-П., 1996. Кн. 2. С. 252-253.

111. Растворова О.Г., Афонина H.JL, Нестеренкова В.Г. Измерение спектральной отражательной способности почв при частичном и полном разрушении органического вещества, в сб. «Спектрофотометрические исследования почв и горных пород», Л., 1983. С. 84-91.

112. Розанов А.Б., Розанов Б.Г. Экологические исследования антропогенных изменений почв, Итоги науки и техники, серия «Почвоведение и агрохимия», т. 7, ВИНИТИ, М., 1990. 152 с.

113. Росликова В.И. Марганцево-железистые конкреции в почвах Суйфуно-Ханкайской низменности, Почвоведение, 1991. № 4. С. 82-90.

114. Саакян В.Г. Окислительно-восстановительные режимы автоморфных и гидроморфных почв Нечерноземной зоны и их влияние на органическое вещество: Автореф. дис.канд. биол. наук / МГУ им. М.В.Ломоносова. Фак. почвоведения. М., 1985. 24 с.

115. Савенко B.C. О процессах формирования железомарганцевых конкреций (физико-химический анализ) // Геохимия. 1990. № 8. С. 1151-1160.

116. Савич В.И., Байбеков Р.Ф., Егоров Д.Н., Хесам Моуса, Сулейманов P.P. Агрономическая оценка отражательной способности системы почва-растение методом компьютерной диагностики. Уч. пособие. М.: РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2006. 216 с.

117. Савич В.И., Кауричев И.С., Шшнов JI.JI., Амергужин Х.А., Сидорнко О.Д. Окислительно-восстановительные процессы в почвах, агрономическая оценка и регулирование, Костанай, 1999. 404 с.

118. Савич В.И., Ларешин В.Г., Дубенок Н.Н., Габбасова И.М., Хесам Моуса. Мелиоративная и агрономическая оценка окислительно-восстановительного состояния почв. Методическое пособие. М., 2004.

119. Савич В.И., Сычев В.Г., Трубицина Е.В. Химическая автография системы почва-растение, М., ЦИНАО, 2001. 275 с.

120. Савич В.И., Сюняев Н.К., Батанов Б.Н., Егоров Д.Н. Агрономическая оценка окислительно-восстановительного состояния и оглеения почв. М.: РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2008. 253 с.

121. Санжаров А.И. Диагностика оглеенных почв на ленточных глинах и влияние свойств почв на химический состав дренажных вод. // Автореф. канд. дис. М., МГУ, 1982. 25 с.

122. Сапожников П.М. Удельная поверхность почвы, ее изменение при почвообразовательных процессах и связь с физическими свойствами, Автореф. канд. дисс., М., МГУ, 1982.

123. Сапожников П.М. Физические параметры плодородия почв при антропогенных воздействиях, Автореф. докт. дисс., М., Почв, ин-т им. В.В. Докучаева, 1994. 48 с.

124. Сапожников П.М., Прохоров А.И. Подходы к расчету показателей мониторинга физического состояния почв, Почвоведение, 1992. № 9. С. 6475.

125. Сатаев Э.Ф. Режимы и оксидогенез почв на древнеаллювиальных отложениях Средне-Камской низменной равнины, Автореф. канд. дисс., Почв, ин-т им. В.В. Докучаева, 2005. 22 с.

126. Синицына М.Г. Дешифрирование почвенного покрова Мещеры по многозональным разногодичным аэроснимкам, Современные методы исследования почв, Всес. научная конф., М., 1987. 128 с.

127. Сладкопевцев С.А. Геоэкологическая картография, М., МНЭПУ, 1996. 108 с.

128. Старцев А.Д. Эколого-гидрологическая оценка и диагностика степени заболоченности почв, Автореф. канд. дисс., М.: МГУ, 1986. 24 с.

129. Старцев А.Д. Ортштейны дерново-карбонатных выщелоченных и дерново-глеевых карбонатных почв на пермском глинистом элювии. Почвоведение, 1989. Т. 8. С. 19-25.

130. Таджиев У., Мазко В.М. Использование космической информации для оценки состояния почвенного покрова горных территорий Средней Азии, Всес. научная конф. «Современные методы исследования почв», М., 1983. С. 123-124.

131. Ульяночкина Т.И. Морфология и систематика марганцовисто-железистых новообразований аллювиальных почв южной тайги: Автореф. дис. канд. биол. наук / МГУ им. М.В. Ломоносова. Фак. почвоведения. М., 1990. 25 с.

132. НЗ.Шалькевич Ф.Е., Фегельман М.Е., Капельщиков Н.А. Использование материалов многозональной аэрофотосъемки при изучении почвенного покрова Белорусского Полесья, Почвенные исследования и применение удобрений, Минск, 1989. № 20. С. 26-29.

133. Щербенко Е.В. Изучение микроструктуры почвенного покрова с использованием цифровой обработки аэрофотоснимков. Аэрокосмические методы в почвоведении. Материалы совещания. М., 1989. С. 125-126.

134. Шишов JT.JI. Окислительно-восстановительный потенциал дерново-глеевых почв // Докл. ТСХА. 1962. Вып. 76. С. 55-61.

135. Шутко A.M. СВЧ-радиометрия водной поверхности и почвогрунтов / Отв. ред. Н.А. Арманд; АН СССР, Ин-т радиотехники и электрон М.; Наука, 1986. 188 с.

136. Энергли У., Брили JI. Аналитическая геохимия, JL, Недра, 1975.296 с.

137. Югас JL, Куделя К. Оценка спектральных характеристик почв по данным ТМ спутника "Landsat-5', Исследование Земли из Космоса, 1989. № 6. С. 49-53.

138. Яшин И.М., Шишов JI.JI., Раскатов В.А. Почвенно-экологические исследования в ландшафтах. М.: ТСХА, 2000. 560 с.

139. Abrahamsen G. Effect of acid deposition on forest soil and vegetation, Trans. Pr. Soc. В., 305, 1984. London. P. 369-382.

140. Agullar A., Romero L. An edafol. у agrobiol., 1983. 42, # 7-8. P. 13151328.

141. Arora C.L., Sekhon G.S. J. Indian Soc. Soil Sci., 1981. 29, # 4. P. 453461.

142. Barron V., Torrent J. Use of the Kubelka-Munk theory to study the influence of iron oxides on soil color // J. Soil Sci. 1986. V. 37. P. 499-510.

143. Benincasa F., Maracchi G., Paloscia S., Pampaloni P., Zipoli G. Remote sensing of vegetation with microware radiometers, Int. Geosciences and Remote Sens. Symp., New York, 1982. V. 2.

144. Bialousz S. Application of remote sensing for monitoring the soil water status. Agrokem. Talajtan, 1989. T. 38. # 3/4. P. 601-610.

145. Bloomfield C. Acidification and ochre formation in pyretic soil, Acid sulfate soils, 1973. V. 2. P. 40-51.

146. Bruckler L., Witono H., Stengel P. Near surface soil moisture estimation from microware measurements, Remote Sens. Environ., 1988. 26, # 2. P. 101-121.

147. Chow T.L., Rees H.W. Can. J. "Soil Sci.\ 1989. 69, # 2. P. 223-234.

148. Coleman T.L., Montgomery O.L. Photogramm, Eng. and Remote Sens., 1987. 53, # 12. P. 1659-1663.

149. Collins M., Schellentrager G. Soil Sci. Soc. Amer. J., 1986. 50, 2. P. 408-411.

150. Collins M., Schellentrager G., Doolitte J., Shih S. Using ground-penetrating radar to study changes in soil map unit composition in selected histosols, Soil Sci. Soc. America J., 1986. 50, 2. P. 408-411.

151. Dostal P., Vaculik R. Acta Univ agr., 1980. A2-8. # 1. P. 17-24.

152. Eldhuset T.D. Effects of aluminium of growth and nutrient uptake of Betula pendula seedlings, No-rsk Institute for skogforskming, 1986. 1432, AS NLH. 82 p.

153. Frazier B.E. Adv. Space Res. Proc. Symp., Remote sensing Earth's surface, Espoo, 1989. 9, # 1. P. 155-158.

154. Gajbhiye K.S. Forms of potassium in some inceptisols and entisols. J. Indian Soc. Soil Sc., 1985. T. 33, # 2. P. 412-415.

155. Gerbermann A.H., Everitt J.H., Gausman H.W. Reflectance of litter accumulation levels at five wavelengths within the 0,5 to 2,5 \xm wavebond, "J. Rio Grande Valley Hortic Soc.", 1982. 35. P. 19-25.

156. Girard M.C. Teledection de la surface du sol, Appl. tekedetect, Agr. Semin., Paris, 1983, Paris, 1985. P. 177-193.

157. Havlin J.L., Soltanpour P.N. Journal Plant Nutrients, 1982. 5, # 4-7. P. 763-783.

158. Heijden L.A., van der Claessen V., Cock N. Influence of vegetation on acoustic properties of soils, Oecologia, 1983. 56, 32-3. P. 226-233.

159. Henderson Tracey L., Szilagyi A. Baumgardner M.F., Chen Chin-Chien, Landgrebe D.A. Spectral band selection for classification of soil organic matter content, Soil Sci. Soc. Amer. J., 1989. 53, # 6. P. 1778-1784

160. Hofner M., Grieb R. Z. Pflanzenernahr. und Bodenk, 1979. 142, # 4. P. 626-638.

161. Jackson Th. J., O'Neill P. Remote sensing of soil moisture from an aircraft platform using passive microware sensors, Iahs. Publ., 1985. # 145. P. 529539.

162. Jackson Th. J., Schmugge Th.J. Adv. Hydrosci., v. 14, Orlando, 1986. P. 123-159.

163. Lindsay W.L., Schwab A.P. J. Plant Nutr., 1982. 5, # 4-7. P. 821-840.

164. Loue A. Bull. Assoc. fr. etude sol., 1983. # 2. P. 89-107.

165. Newton R.W., Heilman J.L., Van Bavel C.H.M., Agr. Water Management, 1983. 7, # 1-3. P. 379-389.

166. Njoku E.G., O'Neill, Peggy E. Multi frequency microwave raduimeter measurements of soil moisture, "IEEE Trans. Geosciences and Remote Sens.", 1982. 20, #4. P. 468-475.

167. Ottow I.C.G. Bacterial mechanism of iron reduction and gley formation, Pseudogley and Gley, GmbH Weinheim, Verlag, Chemic, 1973. P. 2936.

168. Patil J.D., Patil N.D. J. Indian Soc. Soil Sci., 1981. 29, # 4. P. 549-551.

169. Patrick W.H., Henderson R.E. Soil Sci. Soc. Amer. J., 1981. 45, # 5. P. 855-859.

170. Rachied M.A., Chanduvi F. Soil and Water microelements. Studies of the Fezzan region, Tripoli, 1978.

171. Schmugge Th. Soil moisture sensing with microware techniques, Proc. 14-th Int. Symp. Remote Sensing Environ., San Jose, 1980. V. 1, Ann. Arbol. Mich., SA. P. 487-505.

172. Schmugge Th. Trans ASAE, 1983. 26, # 3. P. 748-753.

173. Schwertmann U., Fanning D.S. Iron manganese concretions in hydrosequence of soils in loess in Bavaria. // Soil Sci. Soc. Amer. J., 1976. # 5. P. 731-738.

174. Schwertmann U. Occurrence and formation of iron oxides in various pedoenvironment // Iron in Soils and Clay Minerals. NATO. Dordrecht: Reidel., 1988. P. 267-308.

175. Shih S.F., Myhre D.L., Schnellentrager G.W. Using radar to improve soil salinity management, Winter Meet. Amer. Soc. Agr. Eng. 1985. # 2611. P. 225

176. Shih S.F.; Snyder G.H. Water-table effects on pasture yield and evapotranspiration. Trans. ASAE. St. Joseph, Mich, 1985. 28, # 5. P. 1573-1577.

177. Spiva C.P. Solutions, 1987. 31, 1. P. 30-34.

178. Truman C., Perkins H.F., Asmussen Loris E., Allison H.D. Res. Bull. / Gan. Agr. Exp. Stat., 1988. 362. P. 1-27.

179. Truman C., Perkins H.F., Asmussen Loris E., Allison H.D. Using ground penetrating radar to investigate variability in selected soil properties, J. "Soil and Water Conserve", 1988. 43, # 4. P. 341-345.

180. Ulrich В., Mayer R., Khama P. Chemical change due to acid precipitation in a loess-derived soil in central Europe, Soil Sci., 1980. 130. P. 193199.